交直流电路导论（Introduction DC/AC Circuits）（5版）书评

王仲奕

（西安交通大学电气工程学院  副教授）

一、作者的教学思想和教材工作

作者(NIGEL P. COOK)的主导思想立足于：

（1）    （1）通过介绍早期电学领域先驱们神奇的科学发现以及今天电被用于任何领域来实现几乎所有想象的事情，吸引、刺激学习者的想象力、对电学的好奇心以及学习电的知识的积极性。作者告诫：一旦你开始积极的潜心于电学，将意识到它正如你希望的那样激动人心。

（2）    通过介绍电学的基本知识和基本概念及其应用，说明要成为电气和电子工程技术人员需从学习本教材开始。

作者围绕上述教学理念对教材的内容（包括辅助教材）和讲述方法进行了精心的设计，作者采用的方法是：

（1） 将写的初步手稿在课堂上让学生和教师评论，每一个主题通过每一课的录像带分类测评，直到学生自信理解了。作者称这些反馈信息的价值是无法衡量的，使其对主题的表达更精确。

（2） 将修订的手稿由国内学校的一些教师评阅，作者称教师们的经验和批评帮助使形成的教材更精确。

（3） 将最后的修订手稿委托出版社作最后技术修订。

（4） 配备了如下的辅助教材

l        电子学工作台/多功能CD-ROM，其中包含了教材中涉及的100多个电路。

l        实验手册。提供大量设计的实验，这些实验是将书中理论转换成实际实验。

l        交直流电子学在实际电路的应用。（魔法光盘）包括数学复习，和许多实际电路应用，成为重要的学习附加支撑。

l        网站。提供大量交互式的学习问题以加强本书理论概念的学习。

（5） 为使用教材的教师提供如下辅助教材

l        教师用解答手册

l        配合实验手册的解答手册

l        交直流电子学在实际电路应用的教师用答案。

l        用PPT制作的幻灯片，包括所有讲稿，以及教材中出现的所有的图表。

l        测试文件

l        制作的测试管理器。

（6）     书后附有用EWB（电子学工作台）VERSION 5和EWB MULTISIM VERSION 6制作的电路仿真光盘，内有电路仿真软件EWB，用光盘可以演示、模拟教材中的40多个电路。

以上作者所做的如此细致、如此大量的工作让人感到惊叹，它反映了作者对待教学所持有的专注、严谨、科学、敬畏的态度。也说明要真正做好一本教材所花费的时间和精力是不可估量的，所带来的效果也是不可估量的。我国教材之多、之滥是有目共睹的，在教材上下如此大功夫的作者可说是寥寥无几，很多的人热衷于写书，不是为传授知识和育人，而是为了职称、为了成名，这也反映了整个社会的教育部门的思想导向和对教学的评介机制的弊端。因此，要做到和国际教材接轨，是否应该首先端正对教学的评介机制和纠正对教学轻视的态度呢？

二、教材内容设计

教材分为3部分，第1-3章介绍电学领域和电的基本原理（1章.电压和电流，2章.电阻和功率，3章.电阻器），第4-7章介绍直流电路（4章.直流电流，5章.直流电路的串联，6章.直流电路的并联，7章.串并联直流电路），第8-14章介绍交流电路（8章.交流电流，9章.电容和电容器，10章.容性电路、实验和应用，11章.电磁和电磁感应，12章.电感和电感器，13章.变压器，14章.电阻、电感、和电容（RLC）电路）。7个附录：电子学词典，电子学示意符号，焊接工具和焊接技术，发现和修理故障时的安全设备，频谱，自测评估答案，单数习题的答案。

与国内教材比较，可以看出全书内容浅显，分的非常细致，强调基本。书中所有素材按逻辑划分，从已知到未知，从简单到复杂。为清晰的表达教材的内容，书中配有大量精美的电路图、实物图和实际电路仪器示意图，这也是国内教材中见不到的。

三、教材的主要特色

1．对电子学领域作总结性介绍以说明学习本教材的作用。

为了让学习者明了将来若要从事有关电的工作，就要从本教材开始学习。

图1

教材在第一章的前面花了相当的篇幅对电子学工业领域做了总结，采用图1所示的一棵树形象的描述了电子学领域的结构，并对树的每一部分作了解释并配了实验室现场照片。使读者明确为什么一开始要学习电压、电流、功率和电阻，因为它们是电学工业这棵大树的‘四个根’，认识到构成电路的基本模块是元件，不同类型元件的发展和组成电路是为了更好的控制‘四个根’及其特性，电路又构成系统的基本模块，系统又分成6个不同的分枝。正像作者说的不是为了介绍电子学工业的一些项目，而是为了给学习者指出一个行动的方向和将来所干的工作的内容，也表明了学习电学知识要经历的4个基本步骤，这4个基本步骤也是教材的主要内容，即

1）          电学的基本概念

2）          组成电路的元器件

3）          电路

4）          电系统

在上述总结的基础上，作者进一步用图2所示的流程图详细给出生产发展过程和不同的技术工作的需求和任务的类型。特别说明电子产品从设想到产品的过程，以及电子工程师和技术员在过程中的作用。

这样的介绍不仅使初学者对电学工业领域的分类、任务和技术要求有了初步的较完整的认识，重要的是把教材的理论知识和实际应用以及学习者的切身利益相联系，使学习者对书中电学基本理论的重要性以及与今后所从事的工作的密切联系有了深刻的认识。从而达到作者吸引、刺激学习者的想象力、对电学的好奇心以及学习电的知识的积极性的目标。

我国的教材很少作这样的介绍，往往只是强调教材的理论是后续专业课程的必须，是从事电气和电子工程的技术人员的必须，使读者不了解为什么是必须，造成学生学完课程不知用在何处以及如何用，甚至有工作了几年的学生说，学校学的知识太基本了，所以从来没用过。

                                图2

2. 强调基本物理概念和因果联系

教材对每一个基本物理量都从基本原理出发作了细致的描述。如作者认为电压、电流、功率和电阻是电学工业这棵大树的根，所有电系统的构成和发展都是为了更好和更有效的控制这4个量的特性。围绕这一思想，作者用3章的篇幅介绍这4个基本物理量的概念和原理。第1章讲述电压和电流，共分了7个小节，从物质的微观结构-原子的构成到带电粒子间的引力和斥力定律，再到分子结构，最后引入电流、电流的单位、电子运动的速度与电流流动的速度概念，进而说明采用正电荷运动方向为电流方向的原因，等等。对每一个概念，如电流、电压、导体、绝缘体等等都在书的边缘空白处作了醒目定义。

可以看出作者在表述每一个知识点时，都尽力道出其来龙去脉，强调前因后果。这样的处理方式看似繁琐，但对初学者来说却带来极大的好处，即在学习教材的同时养成对事物追跟寻源、逻辑思维、因果联系的研究方法。

我们的教材追求精练，往往强调结果，而不解释原因，造成学生甚至教师对一些结论只知其然不知其所以然，使学生在书写作业和报告时也只有结论而不习惯分析原因，理由是书上也没有说原因。显然，这不利于培养合格的工程技术人员。

3．强调理论与实际应用的结合

教材注重理论的实际应用，采取的方式是：

（1）介绍电路元件时，不仅介绍元件的电压、电流特性，而且花相当的篇幅介绍元件的结构，类型，功能及测量等。如电阻元件，按固定电阻和可变电阻分类介绍，对固定电阻，给出了常用的碳结构、碳膜、金属膜、线绕、金属氧化物等电阻的外形和结构。对可调电阻，给出了两端和三端机械调制形，热敏和光敏形的外形、结构和原理。接着说明用数字欧姆表测量电阻值的方法，以及电阻上彩色译码的识别。如介绍导体时，除了介绍导线、电缆的结构外，还介绍导线之间联接、导线与元件联接时采用的各种连接方式和连接器。

（2）介绍电路时，不仅画出电路图，而且配有面包板或实际电路结构，如图3所示，帮助学生把纸上的电路示意图转换成实际电路。

（3）加入实际测量方法和测量仪器的使用介绍。

从以上这些内容可以看出作者本人不仅熟悉理论，而且对实际应用中的问题很熟悉，不仅是一个教师，更像一个工程技术人员。而在我们的教材中很少介绍这些内容，我们的教师注重理论的传授，总感到实际应用是一个复杂的问题，在教材中和课堂上很难表述清楚，没有意识到理论的实际应用恰恰应该从这样的一些细节和常识开始。

4. 介绍在历史上有突出贡献的工业企业家

同其他国外教材类似，作者注重对历史人物的介绍，配合内容在适当地方的空白处插入一些著名科学家的照片和简介，如基尔霍夫、焦耳等等，除此以外，在每一章的开头，介绍了一些在历史上有突出贡献的工业企业家，回顾他们的创业史，说明他们的具有创造性的发现和发明标志了人类文明史上的关键转折点，起了里程碑的作用。

教材中介绍在历史上有突出贡献的工业企业家是很少见的，可以看出作者这样作起到的作用是：

（1）使学习者了解所学理论在历史上是如何被应用于工业实际生产中的。

（2）使学习者了解所学理论是如何通过工业实际生产被不断发展和完善的。

    我们也强调理论与工程实际的联系，但只想到和现代高科技的联系，因此感到迷茫、困惑，不知如何联系。作者以上做法提示我们将历史上促进科技发展的标志性事件和人物的创业史介绍给学生既起到了理论与实际联系的作用，也达到了对学生进行创新教育和素质教育的目标。

5.设计实际工作面试场景，考察学生知识

教材除了习题之外，在每一章的最后设计了工作面试测试，假设了招聘公司和招聘工作类型等，如第一章，设计招聘公司为万用表制造公司，招聘专业为测量，招聘人员为设计和制造万用表，工作是技术员，然后根据以上场景设计了10道与本章电压、电流概念及测量内容有关的题目， 并附加一些个人性格等方面的问题，例如：如果你出错了会怎样解释？如果你发现电路设计上的问题会向主管汇报还是告诉责任工程师？等等。

设计一个实际工作面试场景考察学生知识的掌握非常新颖，也非常结合学生的实际情况，对学生是一个很好的锻炼，即复习了理论知识，也培养了灵活应对工作面试的能力和个人素质。我们很少在教材中考虑这样的问题，认为传授知识是我们的责任，而将来学生从事什么工作，面临什么问题好像与我们关系不大。作者的做法提示我们教书中处处有育人的问题，写教材不能只是理论到理论，更要作育人的有心人。